水泵频繁启停每天 15.8 次降到 0.6 次，厂站网协同调度如何延长设备寿命并降低能耗？

排水系统里，水泵频繁启停不是“单站控制不够聪明”，而是厂、站、网被割裂管理后的必然结果。真正有效的做法，是把污水处理厂、提升泵站、调蓄设施和管网当成一个连续水力系统：用预测模型提前削峰，用管网调蓄错峰，用泵组组合让水泵运行在高效区，再把控制指令闭环下发到设备。行业公开项目案例显示，厂站网智能调度投入后，水泵频繁启停可由 15.8 次/天降至 0.6 次/天，下降约 96%；泵站群单位能耗由 0.037 kWh/m³ 降至 0.032 kWh/m³，下降 12.2%。

这组数据的背后，不是简单“少开几次泵”，而是把排水系统从“被动应付来水”切换成“主动管理负荷”。

一、为什么水泵总在“刚启动就停”？

很多排水人熟悉这个场景：降雨前担心冒溢，泵站提前抽；高峰期管网水位顶托，下游厂站顶不住，上游又不敢排；低峰期来水减少，集水井水位刚起来又落下，水泵反复点动。表面看是液位设定问题，实质是三个错配：

• 时间错配：来水有高峰低谷，但泵站按固定液位、固定台数运行。

• 空间错配：厂、站、网分段考核，上游泵站快抽，下游管网和污水厂却来不及承接。

• 目标错配：现场盯“不冒溢、不停机”，系统却没人盯“吨水电耗、启停次数、设备磨损、碳排”。

频繁启停的伤害很直接：启动电流冲击大，电机绕组温升累积；机械密封、轴承、接触器触点在高频动作下加速老化；水泵大量时间运行在低效区，单位水量电耗反而上升。公共建筑节能相关标准也提醒，机组启动电流可达到平稳运行的数倍，频繁启停会增加能耗并缩短寿命，设置缓冲与储能能力可减少启停频率。

二、厂站网协同调度，调的不是“某个泵”，而是“整个系统的水位曲线”

传统单站自控的逻辑是：水位到启泵线就开，到停泵线就关。厂站网协同调度的逻辑是：未来 2—6 小时来水多少？管网还能蓄多少？污水厂进口能承受多大流量？哪台泵在当前水位、扬程、频率下效率最高？是否存在电价高峰？设备是否接近检修阈值？

也就是把控制目标从“单点液位安全”升级为“系统成本最优”：

• 雨前/高峰前：预降管网和泵站前池水位，腾出调蓄空间。

• 高峰中：错峰输排、削峰填谷，避免上游同增同减造成顶托。

• 低峰时：利用管网和调蓄空间消纳小流量，避免主泵“低效点动”。

• 设备侧：优先让高效泵、变频泵、状态健康泵承担负荷；低效泵降级、轮换或检修。

排水系统的优化对象正在从单个泵站扩展到“源—网—厂”协同：用 AI 算法动态平衡排水管网与污水处理厂负荷、泵站联动与调蓄池运行，达到一体化调度与节能降耗。

厂站网联动调度平台

政策层面也在推动城镇污水收集、处理、回用系统协同优化，并把厂网一体化智慧管理作为绿色低碳的重要抓手。

三、如昼科技的做法：用 AI 智能体把“调度经验”变成“可执行的系统策略”

如昼科技聚焦污水/排水领域 AI 智能体与数据平台。落到厂站网协同调度，我们主张不把 AI 做成“大屏展示”，而做成四段闭环：

• 全域感知：把厂、站、网放进同一个数据底座

接入液位、流量、雨量、泵组电流/频率/电耗、闸门状态、视频/告警、污水厂进出水负荷等数据，统一时间轴、统一资产编码、统一指标口径。没有同一套数据底座，所谓协同调度只是多套系统的拼装。

• 预测研判：让调度提前“看见”来水

结合历史来水、降雨预报、管网水位、 calendar 特征与下游承接能力，生成分区来水预测和风险预警。目标不是追求模型炫技，而是回答三个问题：会不会冒溢？哪里先顶？哪台泵该先动？

• 优化决策：把启停次数、吨水电耗、设备健康放进同一个目标函数

以安全水位、管网能力、厂站进水约束为硬边界，滚动求解泵组启停、台数、频率、闸门开度和调蓄策略。行业需求研究也指出，精准识别泵站核心耗能因素、量化各工况能耗水平，是制定节能策略的前提；要规避空载、轻载、超负荷低效运行，实现“低水量低负荷、高水量适配负荷”。

• 闭环执行与复盘：让每一次启停都可解释、可追责、可优化

调度建议不是终点。系统需要把指令下发、执行偏差、设备响应、越限告警、结果复盘串起来，形成“建议—执行—评价—修正”的闭环。这样，降下来的不只是启停次数，还有运维沟通成本和管理不确定性。

厂站网智慧运行工作台

四、评价有没有效果，看 6 个指标就够了

建议排水集团、水务运营单位和厂站负责人，把厂站网协同调度从“信息化项目”改成“经营指标项目”来验收：

• 水泵频繁启停次数：次/天，按站、按泵、按工况分组。

• 单次运行时长：是否稳定进入高效区，避免“秒级点动”。

• 泵站群单位能耗：kWh/m³，区分降雨/旱天、高峰/低谷。

• 管网调蓄利用率：高峰前可腾挪空间、高峰中削峰比例。

• 设备健康成本：轴承、密封、接触器、电机绝缘的检修周期与故障率。

• 安全与考核：冒溢风险、超考核次数、应急响应时长。

行业公开案例中，除启停次数下降 96% 外，系统投入后管网调蓄能力、高峰历时、考核达标和单位能耗均有改善：白天高峰平均历时减少 3 小时，最高液位下降 56 公分；白天、夜晚调蓄量分别增加 198%、293%；超考核次数由 11.2 次/天降为 5 次/天。 这说明设备寿命、能耗和安全不是单选题，而是同一套系统优化的不同结果。

五、常见问题 FAQ

Q1：我们已经有 PLC 和 SCADA，还需要厂站网协同调度吗？

PLC/SCADA 解决“本地自动控制”，协同调度解决“跨区域、跨主体、跨时间尺度的优化”。前者保安全，后者管成本；两者不是替代，而是闭环上下层。

Q2：老泵、旧管网、数据质量差，能不能做？

能做，但要先做数据体检和资产分级。调度优化不依赖“所有设备都新”，而依赖关键测点可信、泵组性能曲线可校准、边界约束可执行。老旧系统更适合从“启停治理+能耗基线”切入，见效快，也便于争取后续改造资金。

Q3：会不会为了节能牺牲安全？

不会，安全必须是硬约束。正确做法是把防冒溢、防漫流、防厂站冲击、防设备过载设为不可突破边界，在边界内优化能耗和寿命。一旦预测不确定性升高，系统自动增加安全裕度，而不是硬压指标。

Q4：多久能看到效果？

成熟做法是先建 4—8 周数据基线，再做旱天稳态优化，最后接入降雨和应急场景。多数项目第一阶段就能看到启停次数、单次运行时长、单位能耗的改善；设备寿命收益则体现在后续故障率、备件消耗和非计划停机下降上。

结语

水泵频繁启停，是排水系统低成本时代留下的“隐性税”：它吃掉电耗，磨损设备，增加抢修，也把安全压力推到每一次暴雨来临前。厂站网协同调度的价值，在于把这笔隐性税变成可计算、可优化、可验收的经营指标。

如昼科技希望做的，不是再上一套系统，而是帮助污水/排水运营单位建立一个长期进化的大脑：让每一次开泵都有依据，每一次停泵都可复盘，每一分电耗都对应工况，每一次设备检修都源于状态而不是故障。当启停从 15.8 次/天降到 0.6 次/天，省下的不只是电费，更是设备寿命、运维安全与城市水环境的确定性。

如昼科技｜污水/排水 AI 智能体与数据平台

以数据为底座，以 AI 为调度大脑，让厂站网协同从“能连起来”走向“算得清、控得住、可持续”。

来源清单：

1. 中国水网（E20）：《【案例】污水厂及泵站信息化升级改造项目（厂站网智能调度）》。

2. 国家标准 GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》。

3. 同济大学环境学科相关研究成果（《中国给水排水》刊载）。

4. 中国科协"科创中国"平台：《面向节能降耗的排水泵站群智能调度需求研究》。